2012 Fiscal Year Research-status Report
スピンコヒーレンスの新規検出法の実証と電子スピン高速制御への展開
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24654079
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
足立 智 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10221722)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | スピンコヒーレンス / スピン位相 |
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| Research Abstract |
スピンコヒーレンス研究は半導体スピン物性の中心トピックスであり，今なお盛んに研究されている．そこではハンル効果と時間分解ファラデー（カー）回転が主に用いられている．これらは磁場下でのスピンコヒーレンス（縦スピン緩和ではなく横スピン緩和）のアンサンブル平均を測定することができる．しかし零磁場下，異方性・不均一広がりのある系での真のスピンコヒーレンスの直接的精密測定法はこれまで実現されていない．本研究は物質中の電子（または正孔，原子核，励起子）の持つ最大のスピンコヒーレンスを引き出すことを目的に，スピン位相回折格子の概念の確立と実証を目指している．
H24年度は，スピンコヒーレンス新規検出法として，位相マスクを用いた３パルス四光波混合光学系の構築し，CdTe/CdMgTe 量子井戸を用いたスピン位相検出原理実証実験を行った．
上記の光学系は過渡回折格子法であるが，同時入射する２つのポンプパルスの偏光を直交直線偏光としたとき，試料上に楕円率変調を起こし，スピン密度回折格子が誘起される．この回折格子の減衰をモニターすることにより，縦スピン緩和が測定できる．これに対し，ポンプパルス対を直交円偏光とすると，空間的に配向変調を起こし，スピン位相回折格子が誘起され，スピンコヒーレンス（横緩和）を測定することが可能であることが実験的にも分かった．この実験結果は時間分解カー回転法による試料内の残留電子のスピンコヒーレンス測定結果と比較し，スピン回折格子が形成されていることを実証した．これらの成果については学術論文として投稿準備中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請までに準備実験をしてきたことで、おおむね計画通りに進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度開発したスピン位相回折格子法を用いて、量子ドットや量子リングのスピンコヒーレンス測定に適用し，核磁場揺らぎや電荷揺らぎがコヒーレンスに与える影響について実験的に調査を行う．今年度は発光のオーバーハウザーシフトの時間分解測定を行い，核磁場揺らぎが~40 mTであることが判明している．また電子スピンの高速制御実験を試行する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当なし
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